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1 de Abril de 2011
Materiales

Nuevas formas del carbono

El diamante, los nanotubos de carbono o el grafeno son algunas de las formas que puede adoptar el carbono puro. Cada vez hay más indicios que apuntan a la existencia de otra estructura cristalina que añadir al catálogo de maravillas del carbono.

DE «AB INITIO STUDY OF THE FORMATION OF TRANSPARENT CARBON UNDER PRESSURE», POR XIANG-FENG ZHOU ET AL., EN PHYSICAL REVIEW B, VOL. 82, N. 13; 29 DE OCTUBRE DE 2010

El carbono puro puede adoptar las formas más diversas: el diamante, los nanotubos de carbono o el grafeno, por ejemplo, poseen unas características fisicoquímicas únicas. Por si fuera poco, cada vez hay más indicios que apuntan a la existencia de otra estructura cristalina que añadir al catálogo de maravillas del carbono.

La nueva variedad fue observada por vez primera en 2003. Ese año, un grupo de investigadores aplicó sobre una muestra de grafito una presión elevada a temperatura ambiente. Al sufrir la compresión, el grafito, que se compone de capas de átomos de carbono apiladas unas sobre otras, comenzó a asumir una forma desconocida: un híbrido entre la configuración del grafeno y la del diamante. Sin embargo, la naturaleza exacta de esta nueva forma del carbono aún se desconoce.

Dos simulaciones por ordenador recientes sugirieron que el grafito comprimido en frío quizá contuviese cristales de una estructura denominada tetragonal centrada en el cuerpo (bct, por sus siglas en inglés), además de otro tipo llamado carbono-M. En la estructura bct, grupos de cuatro átomos se disponen en cuadrados, los cuales se apilan de tal manera que cada uno de ellos forma enlaces químicos con cuatro cuadrados de la capa superior y otros cuatro de la capa inferior. Un equipo de investigadores dirigido por Hui-Tian Wang, de la Universidad Nankai de Tianjin, en China, mostró que, durante la compresión en frío, la transición al carbono bct libera energía. Ello apunta a que dicha transición podría ocurrir en el mundo real.

En otra simulación de un equipo japonés y norteamericano, el carbono bct producía patrones de difracción de rayos X similares a los que se vieron en el año 2003. Wendy L. Mao, de la Universidad de Stanford y participante del descubrimiento de 2003, afirma que la correspondencia entre la simulación y el experimento era bastante buena. Pero, a pesar de todos estos indicios, determinar si el carbono bct existe o y si puede ser sintetizado en estado puro es aún una tarea pendiente para los físicos experimentales.

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